(57)【要約】      （修正有）【課題】エアダンパ室が大気と連通する連通状態を維持し、ダンパ効果を安定して発揮させる。【解決手段】複数のエアダンパ室６０をそれぞれ大気と連通させる大気連通路６２を、互いに連結する。これにより、一つのエアダンパ室に対して、大気へ連通する経路が複数確保され、大気連通路へ異物（例えば、液滴や接着剤）が侵入し、一方の大気連通路が塞がれたとしても、他方の大気連通路の経路が確保されるので、エアダンパ室が大気と連通する連通状態を維持し、伝播した圧力波を吸収、緩和するダンパ効果を安定して発揮させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力室を加圧して、液滴を吐出させる加圧手段と、
前記圧力室へ液体を供給する供給路と、
前記供給路に対向して配置された複数のエアダンパ室と、
前記複数のエアダンパ室をそれぞれ大気と連通させる複数の大気連通路と、
を備え、
前記大気連通路は、互いが連結されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記大気連通路は、複数の開口を備えることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記複数の大気連通路は、前記エアダンパ室の数より少ない開口を備えることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記大気連通路は、前記液滴を吐出させる吐出面と反対側の背面に形成された開口を備えることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記大気連通路は、前記圧力室が形成された圧力室プレートで連結されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴を吐出する液滴吐出ヘッドとしては、インク滴を記録媒体へ吐出して画像を記録するインクジェット記録ヘッドが広く知られている。
【０００３】
インクジェット記録ヘッドとしては、圧電素子等の加圧手段によって選択的に圧力室を加圧して圧力室に充填されたインクをノズルから吐出させる構成が知られている。
【０００４】
この構成では、インクを吐出した際、圧力室に作用される圧力波は、ノズル側に進行する進行成分と、圧力室へインクを供給するインク供給路側に後退する後退成分に分かれる。
【０００５】
この後退成分は、インク供給路を介して他の圧力室に伝播して他の圧力室の圧力を変動させ、クロストークを発生させたり、インクの吐出性能を変化させたりする。
【０００６】
また、インクを吐出するノズル数やインクを吐出する周波数、又は吐出するインクの適量等が急激に変化すると、インク供給路内のインク量が急激に変化し、インク供給路に水撃作用による圧力波が発生する。この圧力波は、上述した後退成分と同様に他の圧力室に伝播し、インクの吐出性能を変化させるので、圧力波の振動周期に応じた印字の濃淡ムラが発生する。
【０００７】
この問題を解決すべく、インク供給路とノズルプレートとの間に、大気と連通するエアダンパ室をインク供給路に重ねて設け、このエアダンパ室によってインク供給路に伝播した圧力波を吸収、緩和することが考案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００８】
特許文献１では、エアダンパ室からノズルプレートへ大気連通路を延出させて、インク滴が吐出されるノズル側に開口を設け、エアダンパ室を大気と連通させている。
【０００９】
しかしながら、特許文献１のインクジェット記録ヘッドのように、ノズル側に大気連通路の開口が設けられていると、開口にインクが付着し、大気連通路が詰まってしまい、伝播した圧力波を吸収、緩和するダンパ効果が効果的に発揮されない場合がある。
【００１０】
また、特許文献２では、エアダンパ室から振動板（ノズルプレートの反対側）へ大気連通路を延出させ、振動板面側に開口を設け、エアダンパ室を大気と連通させている。
【特許文献１】特開平９−１４１８５６号公報
【特許文献２】特開２００３−１１３５６号公報
【特許文献３】特開２００２−３０７６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、近年のインクジェット記録ヘッドは、構成部品が高密度に配置される傾向にあり、振動板面上に接着される接着物（例えば、圧電素子、インク供給路へインクを供給する一時貯留部としてのマニホールド）と、大気連通路の開口とが接近しているため、特許文献２のインクジェット記録ヘッドでは、接着物を接着するための接着剤が、大気連通路の開口に流れ込んで、大気連通路を塞ぎ、ダンパ効果が効果的に発揮されない場合がある。
【００１２】
本発明は、上記事実を考慮し、エアダンパ室が大気と連通する連通状態を維持し、ダンパ効果を安定して発揮させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の請求項１に係る液滴吐出ヘッドは、圧力室を加圧して、液滴を吐出させる加圧手段と、前記圧力室へ液体を供給する供給路と、前記供給路に対向して配置された複数のエアダンパ室と、前記複数のエアダンパ室をそれぞれ大気と連通させる複数の大気連通路と、を備え、前記大気連通路は、互いが連結されていることを特徴とする。
【００１４】
この構成では、加圧手段が圧力室を加圧して、液滴を吐出させる。この圧力室へは、供給路から液体が供給される。
【００１５】
複数のエアダンパ室が供給路に対向して配置され、このエアダンパ室は、それぞれ、大気連通路で大気と連通されている。このため、エアダンパ室は、大気連通路を通じて、加圧手段から供給路へ伝わる圧力波を逃がし、圧力波は吸収、緩和される。
【００１６】
さらに、請求項１では、複数のエアダンパ室をそれぞれ大気と連通させる大気連通路は、互いが連結されている。
【００１７】
このため、エアダンパ室を大気へ連通する経路が複数確保され、大気連通路へ異物（例えば、液滴や接着剤）が侵入し、一方の大気連通路が塞がれたとしても、他方の大気連通路の経路が確保されるので、エアダンパ室が大気と連通する連通状態を維持し、ダンパ効果を安定して発揮させる。
【００１８】
本発明の請求項２に係る液滴吐出ヘッドは、請求項１の構成において、前記大気連通路は、複数の開口を備えることを特徴とする。
【００１９】
この構成では、大気連通路が、複数の開口を備えているので、開口へ異物（例えば、液滴や接着剤）が侵入し、一方の開口が塞がれたとしても、他方の開口の経路が確保されるので、エアダンパ室が大気と連通する連通状態を維持し、ダンパ効果を安定して発揮させる。
【００２０】
本発明の請求項３に係る液滴吐出ヘッドは、請求項１の構成において、前記複数の大気連通路は、前記エアダンパ室の数より少ない開口を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明では、大気連通路を互いに連結することで、全体の開口の数を減らしても、各エアダンパ室を大気と連通することができ、請求項３の構成では、複数の大気連通路は、エアダンパ室の数より少ない開口を備えている。
【００２２】
このため、開口が形成された面に、接着物を接着する際に、接着しろが大きくとれ、接着物の接着の自由度が拡大する。
【００２３】
本発明の請求項４に係る液滴吐出ヘッドは、請求項１の構成において、前記大気連通路は、前記液滴を吐出させる吐出面と反対側の背面に形成された開口を備えることを特徴とする。
【００２４】
この構成では、大気連通路は、液滴を吐出させる吐出面と反対側の背面に形成された開口を備えているので、大気連通路の開口に液滴が付着することがなく、エアダンパ室を大気と連通させる連通状態を維持し、ダンパ効果を安定して発揮させる。
【００２５】
本発明の請求項５に係る液滴吐出ヘッドは、請求項１〜４のいずれか１項の構成において、前記大気連通路は、前記圧力室が形成された圧力室プレートで連結されていることを特徴とする。
【００２６】
圧力室はある程度の空間を必要とするため、圧力室が形成された圧力室プレートは、厚く形成される。請求項５の構成では、ある程度の厚みがある圧力室プレートで、大気連通路を連結し、ヘッド製造時のハンドリング性を確保する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、上記構成としたので、エアダンパ室が大気と連通する連通状態を維持し、ダンパ効果を安定して発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、液滴吐出装置に用いられる本発明の液滴吐出ヘッドに係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
【００２９】
図１に示すように、液滴吐出ヘッドとしてのインクジェット記録ヘッド１０は、振動板１２、圧力室プレート１４、連通孔プレート１６、１８、支流プレート２２、エアダンパプレート２８、エアダンパ室プレート３０、ノズルプレート３２が、順に積層されて形成されている。
【００３０】
圧力室プレート１４には、インク（液体）が充填される圧力室４０が、２次元的（マトリックス状）に形成されている。本実施形態では、圧力室４０は、圧力室プレート１４の長手方向に沿って２０行、短手方向に沿って３列に配列されている。この圧力室４０は、振動板１２と連通孔プレート１６とに挟まれて接合されることにより、一定空間を形成する。
【００３１】
なお、圧力室プレート１４の短手方向両端部には、３列に配列された圧力室４０を間に挟むように、後述するダミー圧力室５６が圧力室プレート１４の長手方向に沿って、配列されている。
【００３２】
振動板１２上には、圧力室４０内を加圧する圧電素子（加圧手段）４４が、各圧力室４０に対向する上方位置に、接着剤で接着されている。この圧電素子４４は、所定のタイミングで駆動電圧を圧電素子４４へ印加する駆動ＩＣ（図示省略）と接続される。
【００３３】
また、振動板１２の長手方向両端部の中央部には、圧力室４０へ充填されるインクが流入するインク供給口５０が形成されている。インク供給口５０へは、振動板１２上に接着されると共にインクを一時的に貯留するマニホールド（図示省略）から、インクが供給される。
【００３４】
圧力室プレート１４、連通孔プレート１６、１８の長手方向両端部の中央部には、インク供給口５０に流入したインクを下方へ流し、インクをインク流路本流４６へ供給するインク供給孔５１が形成されている。
【００３５】
圧力室プレート１４、連通孔プレート１６、１８の長手方向両端部には、インク供給孔５１から流入したインクを、連通孔プレート１６、１８の短手方向へ流し、インクをインク流路支流４８へ供給するインク流路本流４６が形成されている。
【００３６】
支流プレート２２には、インク流路本流４６から流入したインクを、支流プレート２２の長手方向両端部から中央部へ流し、インクを第１連通孔３６へ供給するインク流路支流４８が形成されている。インク流路支流４８は、支流プレート２２の長手方向一側と他側に３列ずつ、支流プレート２２の長手方向に沿って配列されている。なお、本実施形態では、このインク流路支流４８が請求項１に記載の供給路に相当する。
【００３７】
また、支流プレート２２の短手方向両端部には、３列に配列されたインク流路支流４８を間に挟むように、後述するバッファ流路５４が支流プレート２２の長手方向に沿って、配列されている。
【００３８】
連通孔プレート１６、１８には、各圧力室４０と各列のインク流路支流４８とを連通させる第１連通孔３６が形成されている。第１連通孔３６は、インク流路支流４８から流入したインクを上方へ流し、圧力室４０へインクを供給する。
【００３９】
以上の構成により、インク供給口５０に流入したインクは、インク供給孔５１を経て、インク流路本流４６に供給される。インク流路本流４６に供給されたインクは、連通孔プレート１６、１８の短手方向へ流れ、各列のインク流路支流４８へ供給される。各列のインク流路支流４８に供給されたインクは、支流プレート２２の長手方向に沿って中央部側へ流れ、各第１連通孔３６を介して上方へ流れ、各圧力室４０へ充填される（図２（Ａ）矢印Ａ参照）。
【００４０】
一方、ノズルプレート３２には、インク滴を吐出するノズル３４が、圧力室４０に対向する下方位置に形成されている。
【００４１】
また、連通孔プレート１６、１８、支流プレート２２、エアダンパプレート２８、エアダンパ室プレート３０には、各圧力室４０と各ノズル３４とを連通する第２連通孔３８が形成されている。
【００４２】
これにより、駆動ＩＣが駆動電圧を各圧電素子４４へ印加すると、各圧電素子４４が各圧力室４０の体積を減少させるように凹状に撓み変形して各圧力室４０内を加圧し、各圧力室４０内に充填されたインクが、各圧力室４０に連通する各第２連通孔３８を通じて、各ノズル３４からインク滴が吐出される（図２（Ａ）矢印Ｂ参照）。
【００４３】
この際、圧力室に作用される圧力波は、ノズル側に進行する進行成分と、圧力室へインクを供給するインク流路側に後退する後退成分に分かれる。
【００４４】
ここで、圧電素子４４から圧力室４０へ作用する圧力波のうち、インク流路支流４８へ伝播する後退成分を抑制するための構成ついて説明する。
【００４５】
図１に示すように、支流プレート２２には、３列のインク流路支流４８の両側に、支流プレート２２の長手方向両端部から中央部へインクを流すバッファ流路５４が、それぞれ形成されている。このバッファ流路５４は、インク流路支流４８と同一の形状であり、インク流路支流４８と同様にインク流路本流４６からインクが供給される。
【００４６】
また、圧力室プレート１４の短手方向両端部には、圧力室プレート１４の長手方向へ沿って、複数のダミー圧力室５６が配列されている。なお、ダミー圧力室５６の形状は、圧力室４０の形状と同一である。
【００４７】
また、ノズルプレート３２には、複数のダミーノズル５８が、ダミー圧力室５６に対向する下方位置に形成されている。なお、ダミーノズル５８の形状は、ノズル３４の形状と同一である。
【００４８】
各ダミーノズル５８と各ダミー圧力室５６とは、各ノズル３４と各圧力室４０と同様、第２連通孔３８によって連通されている。また、各ダミー圧力室５６は、第１連通孔３６によってバッファ流路５４に連通されており、バッファ流路５４からインクを充填される。
【００４９】
なお、振動板１２には、製造の都合上、ダミー圧力室５６に対応する圧電素子(ダミーパターン)も配置されているが（図１では図示省略）、この圧電素子は、電気的に接続されておらず、各ダミー圧力室５６に充填されたインクが各ダミーノズル５８から吐出されることはない。このため、バッファ流路５４、ダミー圧力室５６にはインクが貯留される。
【００５０】
この構成により、３列のうち両側のインク流路支流４８Ａに伝播された圧力波の後退成分は、インク流路本流４６を介して真中のインク流路支流４８Ｂとバッファ流路５４へ伝播する。
【００５１】
圧力波の後退成分の一部をバッファ流路５４へ伝播させることにより、両側のインク流路支流４８Ａと内側のインク流路支流４８Ｂとの圧力波の後退成分の特性差が抑制する。これによって、両側のインク流路支流４８Ａに連通された圧力室４０と、内側のインク流路支流４８Ｂに連通された圧力室４０とのクロストークの発生の程度、インクの吐出性能の差が抑制される。
【００５２】
また、上述したように、バッファ流路５４、ダミーノズル５８、及びダミー圧力室５６の形状を、それぞれインク流路支流４８、ノズル３４、及び圧力室４０の形状と同一とし、また、各バッファ流路５４に連通されたダミーノズル５８、ダミー圧力室５６の配列を、各インク流路支流４８に連通されたノズル３４、圧力室４０の配列と同一としている。このため、両側のインク流路支流４８と内側のインク流路支流４８との圧力波の後退成分の特性差を効果的に抑制できる
次に、圧電素子４４から圧力室４０へ作用する圧力波のうち、インク流路支流４８へ伝播する後退成分を逃がすエアダンパの構成について説明する。
【００５３】
図１に示すように、エアダンパ室プレート３０には、長手方向両端部から中央部へ延出する複数のエアダンパ室６０が形成されている。このエアダンパ室６０は、エアダンパプレート２８とノズルプレート３２とに挟まれて接合されることにより、一定空間が形成される。
【００５４】
また、エアダンパ室６０は、エアダンパ室プレート３０の長手方向一側と他側に５列ずつ配列されており、インク流路支流４８及びバッファ流路５４に対向する位置に重なるように配置されている。
【００５５】
各エアダンパ室６０の長手方向両端部６０Ａは、それぞれ各インク流路支流４８、各バッファ流路５４と重ならない位置へ屈折している。
【００５６】
振動板１２、連通孔プレート１６、１８、支流プレート２２、エアダンパプレート２８には、エアダンパ室６０の端部６０Ａの上方位置に、エアダンパ室６０を大気と連通し、各インク流路支流４８に伝播する圧力波をエアダンパ室６０から室外へ逃がす大気連通路６２が形成されている。
【００５７】
この大気連通路６２は、圧力室プレート１４に形成された長孔６３によって、互いが連結されて、エアダンパ室６０の端部６０Ａから振動板１２まで直線的に延出しており、振動板１２面上に形成された複数（本実施形態では、５つ）の開口６２Ａによって、エアダンパ室６０が大気に連通されている（図２（Ｂ）参照）。
【００５８】
次に、上記の実施形態について作用を説明する。
【００５９】
本実施形態の構成においては、各圧電素子４４が各圧力室４０内を加圧し、各圧力室４０内に充填されたインクを各ノズル３４からインク滴が吐出すると、圧力室４０に作用される圧力波は、インクを供給するインク供給路側のインク流路支流４８に伝播する。
【００６０】
インク流路支流４８に伝播した圧力波が、エアダンパ室６０に伝わると、エアダンパ室６０内の空気を、大気連通路６２を通じて、外へ逃がすことにより、インク流路支流４８に伝播した圧力波は、吸収、緩和される。
【００６１】
本実施形態では、複数のエアダンパ室６０をそれぞれ大気と連通させる大気連通路６２が、互いに連結されている。
【００６２】
このため、一つのエアダンパ室６０に対して、大気へ連通する経路が複数確保され（図２（Ｂ）矢印Ｃ参照）、大気連通路６２へ異物（例えば、液滴や接着剤）が侵入し、一方の大気連通路６２が塞がれたとしても、他方の大気連通路６２の経路が確保されるので、エアダンパ室６０が大気と連通する連通状態を維持し、伝播した圧力波を吸収、緩和するダンパ効果を安定して発揮させる。
【００６３】
また、本実施形態では、一つの大気連通路６２に対して、複数の開口６２Ａが設けられているので、開口６２Ａへ異物（例えば、液滴や接着剤）が侵入し、一方の開口６２Ａが塞がれたとしても、他方の開口６２Ａの経路が確保されるので、エアダンパ室６０が大気と連通する連通状態を維持し、ダンパ効果を安定して発揮させる。
【００６４】
また、本実施形態では、大気連通路６２をノズルプレート３２ではなく振動板１２へ延出させたことで、大気連通路６２からエアダンパ室６０にインクが流入することがない。
【００６５】
また、他のプレートに比べ、厚みのある圧力室プレート１４において、大気連通路６２を連結しているので、ヘッド製造時のハンドリング性が確保できる。
【００６６】
なお、上記の実施形態では、開口６２Ａの合計数が、エアダンパ室６０と同数である５つ設けられているが、大気連通路６２が互いに連結されているため、開口６２Ａを減らしても大気と連通させることが可能であり、図３に示すように、エアダンパ室６０の数より少ない２つに、開口６２Ａを減らす構成としてもよい。
【００６７】
この構成によれば、図４に示すように、開口６２Ａが形成された振動板１２面上に、接着物（例えば、インク供給路へインクを供給する一時貯留部としてのマニホールド）を接着するための接着しろ（図４のドット部分参照）が、開口６２Ａが５つの場合より（図４（Ｂ）参照）、開口６２Ａを２つに減らしたほうが、より大きくとれ（図４（Ｂ）参照）、振動板１２上を有効利用できると共に、接着物の接着の自由度が拡大する。
【００６８】
なお、本実施形態では、大気連通路６２の開口が複数設けられているが、本発明の大気連通路６２の開口６２Ａとしては、１つであってもよく、この構成の場合は、接着物の接着剤が開口に侵入することを考慮し、接着物から遠ざけた位置に設けることが好ましい。
【００６９】
また、本実施形態では、大気連通路６２は、インク滴を吐出させる吐出面と反対側の振動板１２側に開口６２Ａを備えているが、本発明の大気連通路６２としては、これに限られず、例えば、ノズル側及び横方向へ、開口を備える構成であってもよい。
【００７０】
また、本実施形態では、大気連通路６２は、圧力室プレート１４で連結されているが、本発明の大気連通路６２としては、これに限られず、連通孔プレート１６、１８、支流プレート２２、エアダンパプレート２８など他のプレートで連結されている構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのＡ−Ａ線断面図である。図２（Ｂ）は、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの変形例を示すＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの振動板上の接着しろを示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０  インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
１４  圧力室プレート
４０  圧力室
４４  圧電素子（加圧手段）
４８  インク流路支流（供給路）
６０  エアダンパ室
６２  大気連通路
【図１】
2007008108.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007008108.tif 000005
【図４】
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